本文關(guān)鍵詞：PTFE對FSP制備Al-Ni復(fù)合材料組織與性能的影響　出處：《南昌航空大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本文通過攪拌摩擦加工制備Al-Ni復(fù)合材料,并且對制備的Al-Ni復(fù)合材料進(jìn)行不同工藝的熱處理,研究了PTFE含量、熱處理工藝對攪拌摩擦加工制備Al-Ni復(fù)合材料組織均勻性和力學(xué)性能的影響。通過SEM、XRD以及EPMA分析了Al-Ni復(fù)合材料增強(qiáng)顆粒形態(tài)及分布規(guī)律,研究了PTFE影響攪拌摩擦加工制備Al-Ni復(fù)合材料中均勻化的機(jī)理。研究結(jié)果表明,攪拌摩擦加工制備Al-Ni復(fù)合材料的過程中加入PTFE可以顯著改善Al-Ni復(fù)合材料復(fù)合區(qū)的均勻性;在一定范圍內(nèi),隨著PTFE含量的增加,復(fù)合材料的均勻性逐步增加,當(dāng)PTFE添加量為7%時,復(fù)合材料強(qiáng)化效果最好。此時,Al-Ni復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度達(dá)到233MPa,較添加純Ni制備Al-Ni復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度(163MPa)提升了42.9%。當(dāng)PTFE添加量超過7%時,Al-Ni復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有所下降,但是其強(qiáng)度依然略高于純Ni制備Al-Ni復(fù)合材料。對純Ni粉和7%PTFE混合粉末Al-Ni復(fù)合材料進(jìn)行450℃、500℃、550℃保溫6h熱處理。發(fā)現(xiàn)采用攪拌摩擦加工技術(shù)制備Al-Ni復(fù)合材料產(chǎn)物主要為Al3Ni,部分Ni粉未反應(yīng)完全。在一定范圍內(nèi),隨熱處理溫度的提高,有利于Al-Ni合金化反應(yīng)的進(jìn)行,使金屬間化合物生成量增加,生成的金屬間化合物為Al3Ni和Al3Ni2。經(jīng)過熱處理的Al-Ni復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度為142.5MPa,延伸率為12%,與未經(jīng)過熱處理后Al-Ni復(fù)合材料相比拉伸強(qiáng)度和延伸率均有所下降。經(jīng)過熱處理的7%PTFE混合粉末Al-Ni復(fù)合材料的最大拉伸強(qiáng)度為173MPa,相比未經(jīng)過熱處理的7%PTFE混合粉末Al-Ni復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度降低了25.8%。將攪拌摩擦加工制備Al-Ni復(fù)合材料的過程分為5個階段,分析不同階段增強(qiáng)顆粒的形態(tài)及分布規(guī)律。研究結(jié)果表明,在第一階段過程中PTFE起到潤滑的作用有益于Ni粉的分散,在攪拌頭的作用下,使得未反應(yīng)的Ni粉呈現(xiàn)洋蔥環(huán)形狀均勻分布在基體上;到第二階段時,由于攪拌摩擦加工方向發(fā)生改變有利于Ni粉的反應(yīng),攪拌摩擦加工產(chǎn)生的溫度明顯大于PTFE的熔點(diǎn),因此在第一階段發(fā)生裂解的PTFE到第二階段難以起到潤滑的作用,所以在攪拌摩擦加工過程中受到攪拌頭的熱壓作用下少數(shù)為均勻分布的Ni粉發(fā)生焊合,形成尺寸較小的團(tuán)聚物;在第三、四、五階段,經(jīng)過多次攪拌頭的來回循環(huán)擠壓,攪拌摩擦加工區(qū)儲存了較多的摩擦熱,相當(dāng)于對加工材料進(jìn)行了預(yù)熱,因此在加工區(qū)域達(dá)到更好的塑性狀態(tài)獲得更好的流動性,所以在攪拌頭的反復(fù)攪拌作用下增強(qiáng)顆粒分布的更加均勻。
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【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB331

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1349551